串行通訊到以太網多路轉換的實現

1引言

某裝置有4臺光導液位二次表，根據工藝要求,需要把二次表顯示改造為DCS監視。光導液位二次表只能輸出RS-485的串行信號，監視操作站要求能同時進行監視。因此本系統的技術實質是實現多路串行通訊到多路以太網通訊的轉換。

2 設計方案

2.1 簡單方案

串行通訊(無論是RS-232還是RS-485)只是點對點的通訊，因此可以將4臺光導液位二次表接入一臺操作服務器上，另三臺操作客戶機從操作服務器取數據。這樣就能滿足上述要求，如圖1所示。

圖1 服務器-客戶機模式方案結構示意

但是，出于安全性考慮，操作服務器明顯成為系統的瓶頸，一旦出現服務器故障將造成系統癱瘓，這是工藝不能允許的。因此，必須進行多對多的通訊轉換。

2.2 多路通訊轉換方案

多路協議轉換通訊控制器選用了泓格的因特網通訊控制器I-7188E5D-485。它能通過編程實現4對4的串行到以太網通訊的轉換。而另兩臺操作站，采用服務器/客戶機的方式。這樣達到了四重
冗余，已經完全能保證系統的不間斷運行。如圖2所示

圖2 多路轉換系統結構示意圖

2.3 通訊控制器的特點

因特網通訊控制器I-7188E5D-485主要是面向通訊應用。按照不同的嵌入式配置和應用程序，因特網通訊控制器能夠用作設備服務器，或是用作可設址的以太網到RS-232/485/422轉換器，也可以用作嵌入式Internet/Ethernet控制器。

(1) 可設址的Ethernet到RS-232/485/422轉換器

大多數RS-232/485/422設備不支持設備地址。而I-7188E5 D-485可以向安裝在RS-485網絡的任何一個RS-232設備，分配一個獨一無二的地址。主機向RS-485網絡發送帶有這個設備地址的命令，作為目標單元的I-7188E5 D-485會去掉這個地址段，把命令的其余部分送到它的本地對應的RS-232設備。而這個本地對應的RS-232設備的響應也要通過作為目標單元的I-7188E5 D-485傳向主機。

(2) Ethernet到RS-232/485/422的設備服務器

設備服務器是一種以網絡連接任何具有通訊串口設備的裝置。由于I-7188EN有獨立的操作系統、獨立的協議、很小的體積加上它的靈活性，這樣的設備服務器能滿足實際網絡使用的所有要求。多數設備沒有網口，而我們的因特網通訊控制器使它們變得能接入網絡。

(3) 因特網通訊控制器I-7188E5D-485還包括:CPU: 80188-40或兼容芯片;10BASE-T NE2000兼容Ethernet控制器;可重復下載;遠程配置和診斷;內建獨有的64位硬件序列號;COM口驅動支持中斷和1k順序緩沖;內建 RTC, NVRAM, EEPROM;內建self-tuner ASIC芯片;1個RS-232通訊口和4個RS-485通訊口;7段LED顯示;內建MiniOS7;程序下載:COM1和Ethernet。

3 監控軟件

上位監控軟件選用北京亞控的組態王V6.5。

組態王具有變量定義和管理、流程圖顯示、報警和事件管理、歷史趨勢、系統安全管理功能，報表系統等基本功能。

組態王還支持網絡OPC功能，組態王與組態王之間可以通過網絡以OPC方式進行通訊，同樣其他OPCclient/OPCserver也可以通過網絡與組態王之間以OPC方式進行通訊。因而能完整實現操作服務器和操作客戶機的功能。

所以整個系統軟件具體統一性:只需購買一個開發版就行;所有工程文件能進行充分的共享。六臺操作站完全獨立運行，而在物理上是四重冗余。

4 結束語

本項目的技術難點在于:結構設計中貫徹安全第一的可靠原則;多路通訊器的編程是相對復雜的工作。通過現場實際應用，取得了預期的效果。是成功的高性能低成本案例。